几何原本中的公理:

  1. 任意两点之间都存在一条直线段。
  2. 任意长度都可以用单位长度的倍数来表示。
  3. 对于任意三个点,它们不共线的话,存在一个平面使这三个点在这个平面上。
  4. 在同一平面内,对于任意两条线,它们要么相交,要么平行。
  5. 如果两条直线分别与第三条直线相交,使得相邻的内角和小于两个直角的和,则这两条直线在这个方向上相交。
  6. 对于任意角度的直线和一个点,都可以在这个点处作一个角度相等的线段。
  7. 任意线段都可以延长到任意长度。
  8. 在任意三角形中,任意一条边大于另外两条边之差,小于另外两条边之和。
  9. 在任意三角形中,角的和等于直角的和。
  10. 否定掉第十条:存在一条直线和其他直线,使得它们与另一个直线的内角和小于两个直角的和。

证明平行线之间距离处处相等:

假设有两条平行线 AB 和 CD,且它们之间的距离为 d。

取一点 O 在 AB 上,以 O 为圆心,以 d 为半径作圆,与 CD 相交于 E 和 F。连接 OE 和 OF。

由于 AB 和 CD 平行,所以 ∠EOF 和 ∠BOA 为内错角,相等。又因为 ∠BOA 为直角,所以 ∠EOF 为直角,即 OE ⊥ CD。

同理,连接 OF,可得 OF ⊥ AB。

因此,OE 和 OF 均为 AB 和 CD 的垂线,且它们之间的距离为 d。

由于任意两条直线之间只能有一条垂线,所以 OE 和 OF 是 CD 上任意一点的垂线,它们之间的距离都为 d。

因此,平行线 AB 和 CD 之间的距离处处相等。

几何原本公理否定第十条:证明平行线距离处处相等

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